電能 能量守恒定律B卷基礎(chǔ)夯實(shí) 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第十二章電能能量守恒定律B卷基礎(chǔ)夯實(shí)——2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2019）必修第三冊(cè)單元達(dá)標(biāo)測(cè)試卷

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1．材料相同、粗細(xì)均勻的兩導(dǎo)體棒，它們的橫截面積相同。將導(dǎo)體棒串聯(lián)后接入電路中，導(dǎo)體棒兩端的電壓之比為，則它們的長(zhǎng)度之比為()A. B. C. D.2．如圖所示，A、B兩燈電阻相同，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向下滑動(dòng)時(shí)()A.A燈將變暗 B.電阻R中的電流減小C.B燈將變亮 D.電源的供電功率減小3．如圖所示，當(dāng)可變電阻時(shí)，理想電壓表的示數(shù)，已知電源的電動(dòng)勢(shì)，則()A.此時(shí)理想電流表的示數(shù)是2A B.此時(shí)理想電流表的示數(shù)是3AC.電源的內(nèi)阻是0.5Ω D.電源的內(nèi)阻是2Ω4．如圖甲所示，條形碼掃描筆的原理是掃描筆頭在條形碼上勻速移動(dòng)時(shí)，遇到黑色線條，發(fā)光二極管發(fā)出的光線將被吸收，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色間隔，光線被反射到光敏三極管，三極管呈低阻抗.光敏三極管將條形碼變成一個(gè)個(gè)電脈沖信號(hào)，信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理系統(tǒng)處理，即完成對(duì)條形碼信息的識(shí)別，等效電路圖如圖乙所示，其中R為光敏三極管的等效電阻，為定值電阻，下列判斷正確的是()A.當(dāng)掃描筆頭在白色間隔上移動(dòng)時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B.當(dāng)掃描筆頭在黑色線條上移動(dòng)時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓C.掃描速度對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)接收到的電壓信號(hào)無影響D.掃描筆頭外殼出現(xiàn)破損時(shí)仍然能正常工作5．在如圖所示的電路中，為定值電阻，為可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。設(shè)電流表A的示數(shù)為I，電壓表V的示數(shù)為U，當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)觸點(diǎn)向a端移動(dòng)時(shí)，則()A.I變大，U變小 B.I變大，U變大 C.I變小，U變大 D.I變小，U變小6．如圖所示，單刀雙擲開關(guān)S先打到a端讓電容器充滿電。時(shí)開關(guān)S打到b端，時(shí)回路中的電流在順時(shí)針方向第一次有最大值，則()A.此時(shí)電容器中電場(chǎng)能最大B.回路的周期為C.時(shí)線圈中磁場(chǎng)能最大D.由于能量損耗，回路中振蕩頻率不斷減小7．LC振蕩電路在某一時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖所示。下列說法中正確的是()A.電容器上的自由電荷在增加 B.電路中電流沿順時(shí)針方向C.電路中磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 D.電路中電流沿逆時(shí)針方向8．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用伏安法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄了多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪了如圖所示的圖像（U為路端電壓，I為電路中的干路電流）.下列說法正確的是()A.電源的電動(dòng)勢(shì)為B.電源的內(nèi)阻為C.導(dǎo)線直接接在電源正負(fù)極，電流為D.圖線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，即為二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9．在如圖所示的圖象中，直線a為電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某電阻R的電壓與電流的關(guān)系?，F(xiàn)將兩個(gè)這樣的電阻R并聯(lián)后連接在該電源兩端，則()A.該電源的內(nèi)阻為2Ω B.通過每個(gè)電阻R的電流為1.5AC.每個(gè)電阻R消耗的電功率為9W D.此時(shí)電源的輸出功率最大10．風(fēng)力發(fā)電是一種綠色清潔能源，其模型如下，葉片長(zhǎng)度為l的風(fēng)輪機(jī)（如圖甲）在風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)內(nèi)部匝數(shù)為N的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖乙位置開始計(jì)時(shí)，可得通過矩形線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖丙所示，周期為T，磁通量最大值為?？諝饷芏葹棣?，風(fēng)速為v，風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積，發(fā)電機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，下列說法正確的是()A.發(fā)電機(jī)線圈在時(shí)刻輸出的瞬時(shí)電壓為0B.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式C.發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率D.若風(fēng)速加倍，則發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率將變?yōu)?倍11．如圖表示LC振蕩電路某時(shí)刻的情況，以下說法正確的是()A.電容器正在充電B.電感線圈中的磁場(chǎng)能正在增加C.減小自感線圈的自感系數(shù)，減小電容器的電容，即提高LC振蕩電路的頻率，并將LC電路做成開放電路，可以向外發(fā)射電磁波D.發(fā)射電磁波時(shí)利用電磁波傳播有用的信號(hào)叫調(diào)諧，接收電磁波時(shí)通過調(diào)制接收需要的電磁波12．在如圖所示的圖像中，直線A為某一電源的路端電壓與電源輸出電流的關(guān)系圖像，直線B為某一電阻R的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。由圖像可知()A.電阻R的阻值為1Ω B.電源的內(nèi)阻為2ΩC.電源的輸出功率為2W D.電源的效率為33.3%三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13．如圖為一正在測(cè)量中的多用電表表盤.（1）如果是用×10Ω檔測(cè)量電阻，則讀數(shù)為___________Ω.（2）如果是用直流10mA檔測(cè)量電流，則讀數(shù)為___________mA.（3）如果是用直流5V檔測(cè)量電壓，則讀數(shù)為_____________V.14．某導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中的AB段（曲線）所示，由圖可知，當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為3V時(shí)，通過它的電流是___________A，此時(shí)導(dǎo)體的電阻為___________Ω。15．有一個(gè)電熱器，工作時(shí)的電阻為50Ω，接在電壓u為的交流電源上，其中為為。該電熱器消耗的功率是多大？16．如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距，電阻不計(jì)，左端通過導(dǎo)線與阻值的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與阻值的小燈泡L連接。在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)，有一阻值的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處。CDFE區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示。在至?xí)r間內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)。已知從時(shí)刻開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：（1）通過小燈泡的電流；（2）金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小。17．如圖，電源的電動(dòng)勢(shì)E為12V，不變內(nèi)阻r為4Ω，定值電阻為2Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為7Ω，求：(1)電阻消耗的功率最大值？(2)滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大值？(3)電源的輸出功率最大值？18．如圖，兩個(gè)定值電阻的阻值分別為和，直流電源的內(nèi)阻不計(jì)，平行板電容器兩極板水平放置，板間距離為d，板長(zhǎng)為，極板間存在方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).質(zhì)量為m、帶電荷量為的小球以初速度v沿水平方向從電容器下板左側(cè)邊緣A點(diǎn)進(jìn)入電容器，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰從電容器上板右側(cè)邊緣離開電容器.此過程中，小球未與極板發(fā)生碰撞，重力加速度大小為g，忽略空氣阻力.（1）求直流電源的電動(dòng)勢(shì)；（2）求兩極板間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（3）在圖中虛線的右側(cè)設(shè)計(jì)一勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球離開電容器后沿直線運(yùn)動(dòng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值.

參考答案1．答案：A解析：將導(dǎo)體棒串聯(lián)后接入電路中，電流相同，導(dǎo)體棒兩端的電壓之比為1:4，根據(jù)歐姆定律可知，他們的電阻之比，根據(jù)電阻定律，則，故選A。2．答案：A解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向下滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小，變阻器與B燈并聯(lián)電阻減小，則外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知干路電流I增大，故通過電源的電流增大；由知電源的供電功率將增大；電源的E、r不變，所以路端電壓則U減小，而A燈的電壓等于路端電壓，所以燈A變暗；通過R的電流U減小，通過A燈的電流減小，而I增大，則知增大，變阻器與B燈并聯(lián)電壓U減小，增大，所以減小，故電燈B將變暗。故選A。3．答案：A解析：AB.電壓表測(cè)量的是路端電壓，電流表測(cè)電路中的電流，由部分電路歐姆定律有得故A正確，B錯(cuò)誤；CD.由閉合電路歐姆定律有將、、代入可得故CD錯(cuò)誤。故選A。4．答案：A解析：A、當(dāng)掃描筆頭在白色間隔上移動(dòng)時(shí)，光敏三極管呈低阻抗，電路中電流大，的電壓大，則信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓，故A正確;B、當(dāng)掃描筆頭在黑色線條上移動(dòng)時(shí)，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗，由閉合電路歐姆定律可知電路中電流小，的電壓低，則信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓，故B錯(cuò)誤;C、如果掃描速度發(fā)生變化，在信號(hào)處理系統(tǒng)中高低電壓的時(shí)間間隔就會(huì)發(fā)生變化，從而無法正確判斷黑、白條紋寬度，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤識(shí)別信息，故C錯(cuò)誤D、掃描筆頭外殼出現(xiàn)破損時(shí)，外面的光就會(huì)進(jìn)入光敏三極管，從而出現(xiàn)錯(cuò)誤信息，導(dǎo)致不能正常工作，故D錯(cuò)誤。故選:A。5．答案：A解析：當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)觸點(diǎn)向a端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值變小，由串反并同規(guī)律得，與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)的電流表的讀數(shù)變大，與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的電壓表的讀數(shù)變小。故選A。6．答案：C解析：A.此時(shí)放電電流達(dá)到最大值，電容器極板上電荷量為零，電場(chǎng)能最小，故A錯(cuò)誤；B.當(dāng)S達(dá)到b端后，電容器先依次經(jīng)歷一個(gè)放電和充電過程，此階段LC回路中電流沿逆時(shí)針方向，待第一次充電結(jié)束時(shí)，共經(jīng)歷半個(gè)周期，此后電容器再次放電，回路中電流方向第一次沿順時(shí)針，再經(jīng)歷四分之一個(gè)周期，放電電流達(dá)到最大，所以有解得回路的周期為故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)振蕩回路的周期性可知，時(shí)線圈放電電流達(dá)到最大，此時(shí)線圈中磁場(chǎng)能最大，故C正確；D.由于能量損耗，振蕩電流的振幅會(huì)逐漸減小，但回路中振蕩頻率由L和C決定，所以振蕩頻率不變，故D錯(cuò)誤。故選C。7．答案：D解析：BD.由線管中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，根據(jù)右手螺旋定則知，電路中電流沿逆時(shí)針方向，故D正確，B錯(cuò)誤；AC.根據(jù)平行板電容器內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)的方向可知，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，而電流沿逆時(shí)針方向，電容器正在放電，電容器上的自由電荷在減少，電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，故AC錯(cuò)誤。故選D。8．答案：D解析：在圖像中，在U軸的截距表示電路中電流為零時(shí)的路端電壓，即為電源電動(dòng)勢(shì)，則電源的電動(dòng)勢(shì)為，A錯(cuò)誤；圖線的斜率的絕對(duì)值為該電源的內(nèi)阻，即為，B錯(cuò)誤，D正確；短路電流是路端電壓為零時(shí)電路中的電流，則短路電流為，C錯(cuò)誤.9．答案：AD解析：A.由圖線a縱軸截距讀出電源的電動(dòng)勢(shì)；其斜率大小等于電源的內(nèi)阻，則有；當(dāng)時(shí)由圖象b知路端電壓，由；可知；故A正確；BC.電路中的總電阻為；總電流為；根據(jù)串并聯(lián)電流關(guān)系可得通過每個(gè)電阻R的電流為；每個(gè)電阻R消耗的電功率為；故BC錯(cuò)誤；D.根據(jù)輸出功率隨外電阻變化的關(guān)系知，當(dāng)外阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出最大，即；故D正確。故選AD。10．答案：AC解析：A.發(fā)電機(jī)線圈在時(shí)刻，磁通量為最大，磁通量變化率為0，則輸出的瞬時(shí)電壓為0，故A正確；B.發(fā)電機(jī)線圈電動(dòng)勢(shì)的最大值為初時(shí)刻磁通量為0，則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式故B錯(cuò)誤；CD.單位時(shí)間吹過風(fēng)的質(zhì)量為根據(jù)能量守恒，發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為若風(fēng)速加倍，則發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率將變?yōu)?倍，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。11．答案：BC解析：AB.圖示時(shí)刻，電容器上極板帶正電，通過圖示磁場(chǎng)方向由安培定則可知電流方向由電容器正極流出，電容器放電，電流在增大，電容器上的電荷量減小，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能。故A錯(cuò)誤；B正確；C.根據(jù)易知減小自感線圈的自感系數(shù)，減小電容器的電容，即提高LC振蕩電路的頻率，并將LC電路做成開放電路，可以向外發(fā)射電磁波。故C正確；D.發(fā)射電磁波時(shí)利用電磁波傳播有用的信號(hào)叫調(diào)制，接收電磁波時(shí)通過調(diào)諧接收需要的電磁波。故D錯(cuò)誤。故選BC。12．答案：ABD解析：A.直線B的斜率等于電阻R的阻值，則，故A正確；B.根據(jù)閉合電路歐姆定律得當(dāng)時(shí)，，由直線A讀出電源的電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻等于直線A的斜率的倒數(shù)，則，故B正確；C.電源的輸出功率為，故C錯(cuò)誤；D.電源的效率為，故D正確。故選ABD。13．答案：（1）60（2）7.20（3）3.60解析：（1）用×10Ω檔測(cè)量電阻，指示值6.02，倍率為×10，讀數(shù)為60Ω.（2）用直流10mA檔測(cè)量電流，準(zhǔn)確值7.2mA,估計(jì)值0.00mA,讀數(shù)為7.20mA.（3）用直流5V檔測(cè)量電壓，準(zhǔn)確值3.6V，估計(jì)值0.00，讀數(shù)為3.60V.14．答案：0.1；30解析：由圖可知，當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為3V時(shí)，通過它的電流是當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為3V時(shí)，導(dǎo)體的電阻為15．答案：967.21W解析：該電熱器消耗的功率，其中U為電壓的有效值，所以。16．答案：（1）0.1A（2）1m/s解析：（1）在至?xí)r間內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，磁場(chǎng)變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電路中金屬棒與R并聯(lián)，再與串聯(lián)，電路的總電阻，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過小燈泡的電流為。（2）當(dāng)棒在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，電路為R與并聯(lián)，再與導(dǎo)體棒串聯(lián)，此時(shí)電路的總電阻，由于燈泡中電流不變，所以流經(jīng)燈泡的電流，則流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流為，電動(dòng)勢(shì)，解得棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小。17．答案：(1)8W(2)6W(3)9W解析：(1)當(dāng)時(shí)，